JP2012230167A - 照明装置、投射装置および投射型映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明装置40は、散乱板6の像5を再生し得るホログラム記録媒体55を含む光学素子50と、コヒーレント光がホログラム記録媒体上を走査し且つホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光がそれぞれ重なる位置に像を再生するように、コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置60と、を備える。照射装置から像が再生される位置までの光路における光学素子と像が再生される位置との間に、偏光ビームスプリッター70が設けられている。照射装置は、光学素子を経て偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する。
【選択図】図1
Description
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っており、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する。
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っており、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する。
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記空間光変調器と重なる位置に像を再生するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する。
空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させるレンズアレイを、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記レンズアレイ上を走査し、且つ、前記レンズアレイの各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する。
上述した本発明による第1〜第4の投射装置のいずれかと、
前記空間光変調器によって生成された変調画像を投影されるスクリーンと、を備える。
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記ホログラム記録媒体で回折されたコヒーレント光が入射する位置に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する、照明装置。
上述した本発明による第1の照明装置のいずれかと、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光によって照明されるスクリーンと、を備え、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記スクリーン上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っている、投射型映像表示装置。
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記光拡散素子で進行方向を変化させられたコヒーレント光が入射する位置に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する、照明装置。
上述した本発明による第2の照明装置のいずれかと、
前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光によって照明されるスクリーンと、を備え、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記スクリーン上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っている。
散乱板の像を再生し得るホログラム記録媒体を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、重なる位置に像を再生するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記像が再生される位置までの光路における前記光学素子と前記像が再生される位置との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する。
上述した本発明による第3の照明装置のいずれかと、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光によって再生される像と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える。
入射光の進行方向を変化させるレンズアレイを、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記レンズアレイ上を走査し、且つ、前記レンズアレイの各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記レンズアレイによって進行方向を変化させられて被照明領域を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記被照明領域までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する。
上述した本発明による第4の照明装置のいずれかと、
前記被照明領域と重なる位置に配置されたスクリーンと、を備える。
まず、図1〜図5を参照して、一実施の形態に係る照明装置、投射装置および投射型映像表示装置について説明する。その後、図6〜図8を適宜参照しながら、一実施の形態に係る照明装置、投射装置および投射型映像表示装置に対する変形の一例について説明する。
図1〜5に例示された一具体例に基づいて説明してきた基本形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。したがって、この照明装置40を種々の態様で有用に使用することができる。例えば、照明装置40を単なる照明として用いることができ、この場合、明るさのムラ(輝度ムラ、ちらつき)を目立たなくさせることができる。
上述した形態によれば、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。ただし、この作用効果は、主として照明装置40に起因したものである。そして、この照明装置40を、種々の既知な空間光変調器、投射光学系、スクリーン等と組み合わせても、スペックルを効果的に目立たなくさせることができる。この点から、空間光変調器、投射光学系、スクリーンは、例示したものに限られず、種々の既知な部材、部品、装置等を用いることができる。例えば、上述したように、空間光変調器30が、液晶ディスプレイ等からなる透過型の空間光変調器として構成されていてもよい。
また、ホログラム記録媒体55が、空間光変調器30の入射面に対応した形状を有した平面状の散乱板6を用いて、干渉露光法により作製される例を示したが、これに限られず、ホログラム記録媒体55が、何らかのパターンを有した散乱板を用いて、干渉露光法により作製されてもよい。この場合、ホログラム記録媒体55によって、何らかのパターンを持った散乱板の像が再生されるようになる。言い換えると、光学素子50(ホログラム記録媒体55)は、何らかのパターンを持った被照明領域LZを照明するようになる。この光学素子50を用いる場合、空間光変調器30を、さらには投射光学系25をも上述の基本形態から省き、スクリーン15を被照明領域LZと重なる位置に配置することによって、スクリーン15上にホログラム記録媒体55に記録された何らかのパターンを表示することが可能となる。この表示装置においても、コヒーレント光がホログラム記録媒体55上を走査するように、照射装置60が光学素子50にコヒーレント光を照射することによって、スクリーン15上でのスペックルを目立たなくさせることができる。
上述した形態では、照射装置60が、レーザ光源61aと、走査デバイス65と、を有する例を示した。走査デバイス65は、コヒーレント光の進行方向を反射によって変化させる一軸回動型のミラーデバイス66からなる例を示したが、これに限られない。走査デバイス65は、図7に示すように、ミラーデバイス66のミラー(反射面66a)が、第1の回動軸線RA1だけでなく、第1の回動軸線RA1と交差する第2の回動軸線RA2を中心としても回動可能となっていてもよい。図7に示された例では、ミラー66aの第2の回動軸線RA2は、ホログラム記録媒体55の板面上に定義されたXY座標系のY軸と平行に延びる第1回動軸線RA1と、直交している。そして、ミラー66aが、第1軸線RA1および第2軸線RA2の両方を中心として回動可能なため、照射装置60からのコヒーレント光の光学素子50への入射点IPは、ホログラム記録媒体55の板面上で二次元方向に移動可能となる。このため、一例として図7に示されているように、コヒーレント光の光学素子50への入射点IPが円周上を移動するようにすることもできる。
上述した形態において、光学素子50が、フォトポリマーを用いた反射型の体積型ホログラム55からなる例を示したが、これに限られない。既に説明したように、光学素子50は複数のホログラム記録媒体55を含んでいてもよい。また、光学素子50は、銀塩材料を含む感光媒体を利用して記録するタイプの体積型ホログラムを含んでもよい。さらに、光学素子50は、透過型の体積型ホログラム記録媒体を含んでいてもよいし、レリーフ型(エンボス型)のホログラム記録媒体を含んでいてもよい。
上述した形態において、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を一次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明する例を示した。ただし、既に説明してきたように、このような例に限定されることはなく、例えば、照射装置60が光学素子50上でコヒーレント光を二次元方向に走査可能とするように構成され、且つ、光学素子50のホログラム記録媒体55やレンズアレイ等から構成される光拡散素子が各位置に照射されたコヒーレント光を二次元方向に拡散するように、つまり拡げるように又は発散させるように構成され、これにより、照明装置40が二次元的な被照明領域LZを照明してもよい(図7を参照しながら、既に説明した態様)。
なお、以上において上述した基本形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
6 散乱板
10 投射型映像表示装置
15 スクリーン
20 投射装置
25 投射光学系
30 空間光変調器
40 照明装置
50 光学素子
55,55−1,55−2,55−3 ホログラム記録媒体
58 ホログラム感光材料
60 照射装置
61 光源機構
61a 光源、レーザ光源
65 走査デバイス
66 ミラーデバイス(反射デバイス)
66a ミラー(反射面)
70 偏向素子、偏光ビームスプリッター
71 反射面
75 1/4波長板
LZ,LZ−1,LZ−2,LZ−3 被照明領域
Claims (14)
- 空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記ホログラム記録媒体で回折されて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っており、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する、投射装置。 - 空間光変調器と、
前記空間光変調器を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、
入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて前記空間光変調器を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記光学素子と前記空間光変調器との間に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射し、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記空間光変調器上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っており、
前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッターで反射された光を用いて変調画像を生成する、投射装置。 - 前記光拡散素子はレンズアレイである、請求項2に記載の投射装置。
- 前記照明装置は、前記照射装置からの光の前記空間光変調器までの光路における前記偏光ビームスプリッターと前記空間光変調器との間に配置された1/4波長板を、さらに有し、
前記空間光変調器は、前記照明装置からの光を反射して変調画像を生成し、当該変調画像をなす光は、前記偏光ビームスプリッターを透過して、投射される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の投射装置。 - 前記照射装置は、前記コヒーレント光を生成する光源と、前記光源からの前記コヒーレント光の進行方向を変化させて、当該コヒーレント光が前記光学素子上を走査するようにする走査デバイスと、を有し、
前記光源は、振動方向が一定となっている直線偏光のコヒーレント光を生成する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の投射装置。 - 前記空間光変調器によって生成された変調画像をなす光を投射する投射光学系を、さらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の投射装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の投射装置と、
前記空間光変調器によって生成された変調画像を投影されるスクリーンと、を備える、投射型映像表示装置。 - ホログラム記録媒体を含む光学素子と、
コヒーレント光が前記ホログラム記録媒体上を走査し、且つ、前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記ホログラム記録媒体で回折されたコヒーレント光が入射する位置に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する、照明装置。 - 前記ホログラム記録媒体で回折されたコヒーレント光が、前記偏光ビームスプリッターで反射した後に入射する位置に配置された1/4波長板を、さらに備える、請求項8に記載の照明装置。
- 請求項8または9に記載の照明装置と、
前記照射装置から前記ホログラム記録媒体の各位置に入射した前記コヒーレント光によって照明されるスクリーンと、を備え、
前記ホログラム記録媒体の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記スクリーン上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っている、投射型映像表示装置。 - 入射光の進行方向を変化させる光拡散素子を、含む光学素子と、
コヒーレント光が前記光拡散素子上を走査し、且つ、前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光が、それぞれ、前記光拡散素子によって進行方向を変化させられて少なくとも一部分において互いに重なり合う領域を照明するように、前記コヒーレント光を前記光学素子へ照射する照射装置と、
前記光拡散素子で進行方向を変化させられたコヒーレント光が入射する位置に配置された偏光ビームスプリッターと、を有し、
前記照射装置は、前記光学素子を経て前記偏光ビームスプリッターへ入射した際に当該偏光ビームスプリッターで反射されるようになる偏光成分のコヒーレント光を照射する、照明装置。 - 前記光拡散素子はレンズアレイである、請求項11に記載の照明装置。
- 前記光拡散素子で進行方向を変化させられたコヒーレント光が、前記偏光ビームスプリッターで反射した後に入射する位置に配置された1/4波長板を、さらに備える、請求項11または12に記載の照明装置。
- 請求項11〜13のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照射装置から前記光拡散素子の各位置に入射した前記コヒーレント光によって照明されるスクリーンと、を備え、
前記光拡散素子の各位置に入射したコヒーレント光によって照明される前記スクリーン上の領域は、少なくとも一部分において重なり合っている、投射型映像表示装置。
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